测控电路课后答案(5)

us mXmmXmcos( c Ω)t cos( c Ω)t mXmcosΩtcos ct UxmcosΩtcos ct 22

双边带调制的调幅信号波形见图X3-9。图a为调制信号，图b为载波信号，图c为双边带调幅信号。

3-7 在测控系统中被测信号的变化频率为0~100Hz，应当怎样选取载波信号的

频率？应当怎样选取调幅信号放大器的通频带？信号解调后，怎样选取滤波器的通频带？

为了正确进行信号调制必须要求ωc>>Ω，通常至少要求ωc>10Ω。在这种情况下，解调时滤波器能较好地将调制信号与载波信号分开，检出调制信号。若被测信号的变化频率为0~100Hz，应要求载波信号的频率ωc>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。信号解调后，滤波器的通频带应>100 Hz，即让0~100Hz的信号顺利通过，而将900 Hz以上的信号抑制，可选通频带为200 Hz。

3-8 为什么要采用精密检波电路？试述图3-11 b所示全波线性检波电路工作原

理，电路中哪些电阻的阻值必须满足一定的匹配关系，并说明其阻值关系。

二极管和晶体管V都有一定死区电压，即二极管的正向压降、晶体管的发射结电压超过一定值时才导通，它们的特性也是一根曲线。二极管和晶体管V的特性偏离理想特性会给检波带来误差。在一般通信中，只要这一误差不太大，不致于造成明显的信号失真。而在精密测量与控制中，则有较严格的要求。为了提高检波精度，常需采用精密检波电路，它又称为线性检波电路。

图3-11b是一种由集成运算放大器构成的精密检波电路。在调幅波us为正的半周期，由

于运算放大器N1的倒相作用，N1输出低电平，因此V1导通、V2截止，A点接近于虚地，ua≈0。在us的负半周，有ua输出。若集成运算放大器的输入阻抗远大于R2，则i≈- i1 。按图上所标注的极性，可写出下列方程组：

us i1R1 us us iR1

u ua u iR2 us ua

Kdus ua

其中Kd为N1的开环放大倍数。解以上联立方程组得到

us [R1RR11 (1 1)]ua (1 1)u R2KdR2KdR2

通常，N1的开环放大倍数Kd很大，这时上式可简化为：

us

或 ua R1ua R2R1 usR2

二极管的死区和非线性不影响检波输出。

图3-11b中加入V1反馈回路一是为了防止在us的正半周期因V2截止而使运放处于开环状态而进入饱和，另一方面也使us在两个半周期负载基本对称。图中N2与R3、R4、C等构成低通滤波器。对于低频信号电容C接近开路，滤波器的增益为-R4/R3。对于载波频率信号电容C接近短路，它使高频信号受到抑制。因为电容C的左端接虚地，电容C上的充电电压不会影响二极管V2的通断，这种检波器属于平均值检波器。

与ua相加，图3-11b中N2组成相加放大 为了构成全波精密检波电路需要将us通过R3

2R3。在不加电容器C时，N2的输出为： 器，为了实现全波精密检波必须要求R3

uo uR4(ua s) R32

图X3-11a为输入调幅信号us的波形，图b为N1输出的反相半波整流信号ua，图c为N2输出的全波整流信号uo。电容C起滤除载波频率信号的作用。

uua)

ub) c)